TW201633254A - 用於電子照相機之自動白平衡系統 - Google Patents

用於電子照相機之自動白平衡系統 Download PDF

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劉成明
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  • Multimedia (AREA)
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Abstract

一種用於電子彩色影像之感光自動白平衡之系統，包含一處理器和一記憶體，該記憶體具有(a)特定亮度色彩權重圖，其每一者指定特定光源之自動白平衡參數；(b)亮度範圍定義，其分別表示該特定亮度色彩權重圖之適用範圍；以及(c)白平衡指令，依據場景亮度和該特定亮度色彩權重圖，以白平衡電子彩色影像。一種用於電子彩色影像之自適應自動白平衡系統，包含一處理器和一記憶體，該記憶體具有(a)一色彩權重圖，其指定一色彩比之機率分佈，該色彩比例用以界定自動白平衡參數，該機率分佈由複數個特定光源機率分佈所組成，其分別與複數個不同光譜類型之光源相關聯；以及(b)一優化指令，以處理一或多個由該電子照相機所拍攝之電子彩色影像，藉以優化該複數個特定光源機率分佈中之至少一者。

Description

用於電子照相機之自動白平衡系統
本發明係關於一種用於電子照相機之自動白平衡系統，特別係關於自適應自動白平衡系統。
白平衡(white balance)為一種移除電子照相機所拍攝影像之不真實色偏(unrealistic color cast)之程序，致使場景之真實色彩呈現於影像中。舉例而言，人眼能在複雜光線環境下自動調整，將白色光線「看成白色」，惟，影像感測器常難以達成此效果，可能把白色光線誤認為其他顏色，常會產生藍色、橙色或綠色色偏，因此，場景物體初期透過影像感測器輸出影像，必須藉由白平衡系統以平衡調整白色光線。不同照明體(即光源)具有其獨特的光譜特性，特定照明體的光譜特性可由其色溫(color temperature)以表示之，光源色溫之單位係以理想黑體輻射的溫度(K值)表示之，其輻射出同等色相(hue)之光。色溫(color temperature)意旨相對於白光之暖度或冷度，當色溫升高，光能量增加，因此，照明體所發射的光波長變得更短，亦即，可見光譜的藍色部分產生位移，且色調變得更寒冷。
影像感測器拍攝具特定光源之場景，其最初影像所呈現之色彩受到光源色溫之影響，因此諸多電子照相機依據光源體，由自動白平衡(AWB)以校正影像感測器所輸出的色彩。為應用自動白平衡，電子照相機必備自動白平衡參數，其通常表示每一光源體之色彩通道的增益值。電子照相機之自動白平衡單元首先確定何者光源體被用來照亮場景，接著，自動白平衡單元將光源之自動白平衡參數應用至場景影像，場景以更真實色彩呈現於影像中。
一般而言，電子照相機會產生一組自動白平衡參數，電子照相機需在各種色溫照明條件下，拍攝灰色物體影像(例如特製灰卡)，其表示在實際使用中遇到光源的範圍，例如，影像分別在四種不同參考光源下拍攝：(1)D65光源(相當於正午日光)和具有色溫6504K(絕對溫度)、(2)具有4230K(絕對溫度)色 溫之冷白色螢光(CWF)燈、(3)具有4000K(絕對溫度)色溫之TL84螢光燈，以及(4)具有2856K(絕對溫度)色溫之A光源(白熾燈鎢絲)。理想情況下，具自動白平衡功能之電子照相機之製造商應該為每一電子照相機執行此校準程序，惟，成本過於昂貴。在影像感測器行業之通用手段係為校準一或少量的電子照相機，其稱為黃金模組，在各種照明條件下所得之自動白平衡參數，設置到其它影像感測器。然而，感測器彼此之間固然差異，其係源自於光譜特性差異，例如：量子效率、濾光片陣列和影像感測器的紅外截止濾光器(infrared-cut filter)的光譜特性，最終，套用黃金模組自動白平衡參數之所有影像感測器頻頻失誤。
於一實施例中，一種感光自動白平衡方法包含(a)確定一電子彩色影像所拍攝之一場景亮度；(b)依據該場景亮度選定一色彩權重圖；(c)自該色彩權重圖擷取自動白平衡參數；以及(d)依據該自動白平衡參數，校正該電子彩色影像之色彩，以產生一白平衡影像。
於一實施例中，一種供電子彩色照相機產生特定亮度自動白平衡參數之方法，該方法包含：對於每一固有灰色場景的複數個亮度，(a)確定該固有灰度場景之一電子彩色影像之一色彩分佈，該電子彩色影像係由該電子彩色照相機拍攝之，該灰度場景係由一特定光譜類型光源以照明之；以及(b)產生一特定亮度色彩權重機率分佈，以顯示該色彩分佈。
於一實施例中，一種感光自動白平衡系統，用於由電子照相機之電子彩色影像，該系統包含一處理器和一記憶體。該記憶體包含：(a)複數個特定亮度色彩權重圖，其指定每一特定光源自動白平衡參數；(b)複數個亮度範圍定義，其分別表示複數個特定亮度色彩權重圖之適用範圍；以及(c)機器可讀取之白平衡指令，其編碼於記憶體之非暫時態部分，經處理器執行白平衡該電子彩色影像，其中，該白平衡指令包含亮度指令，經處理器執行確定電子彩色影像所呈現之場景亮度，以及，依照該複數個亮度範圍定義，選定該複數個特定亮度色彩權重圖其中一者。
於一實施例中，一種自適應自動白平衡方法包含(a)依據一第一電子彩色影像，優化一第一光譜類型之一光源之一色彩權重分佈，其中該第一電子彩色影像係被該第一光譜類型之該光源以照明之；(b)於該優化步驟後，自該色彩權重機率分佈中擷取一自動白平衡參數；以及(c)依據該自動白平衡參 數，校正一第二電子彩色影像之一色彩，以產生一白平衡影像，其中該第二電子彩色影像係由該第一光譜類型之該光源以照明之，以產生一白平衡影像。
於一實施例中，自適應自動白平衡系統用於電子照相機所拍攝之電子彩色影像，該系統包含處理器和記憶體具有，該記憶體包含：(a)由色彩權重圖指定之色彩比有序偶之機率分佈，其中該色彩比有序偶定義自動白平衡參數，以及該機率分佈包含複數個特定光源的機率分佈，其分別與複數個不同光譜類型光源相關聯，以及(b)計算機可讀取之白平衡指令，其編碼於記憶體中的非暫態部分，其中，該白平衡指令更包含優化指令，經由處理器處理一或多個由電子照相機拍攝之電子彩色影像，以優化多個特定光源機率分佈之至少一個。
100‧‧‧自動白平衡系統
130‧‧‧色彩權重圖
135‧‧‧特定亮度色彩權重圖
110‧‧‧電子照相機
150‧‧‧優化模組
140‧‧‧亮度模組
165‧‧‧自動白平衡影像
160‧‧‧影像
180‧‧‧場景
170‧‧‧使用者
210‧‧‧軸
190‧‧‧場景
220(1)‧‧‧自動白平衡參數
212‧‧‧軸
220(3)‧‧‧自動白平衡參數
220(2)‧‧‧自動白平衡參數
220(5)‧‧‧自動白平衡參數
220(4)‧‧‧自動白平衡參數
300‧‧‧色彩權重圖
320‧‧‧特定光源機率分佈
320(1)‧‧‧機率分佈
320(2)‧‧‧機率分佈
320(3)‧‧‧機率分佈
320(5)‧‧‧機率分佈
401‧‧‧低亮度色彩權重圖
402‧‧‧中亮度色彩權重圖
403‧‧‧高亮度色彩權重圖
421(1)‧‧‧機率分佈
421(2)‧‧‧機率分佈
421(3)‧‧‧機率分佈
421(5)‧‧‧機率分佈
450‧‧‧點
422(1)‧‧‧機率分佈
422(2)‧‧‧機率分佈
422(3)‧‧‧機率分佈
422(5)‧‧‧機率分佈
423(1)‧‧‧機率分佈
423(2)‧‧‧機率分佈
423(3)‧‧‧機率分佈
423(4)‧‧‧機率分佈
423(5)‧‧‧機率分佈
500‧‧‧方法
520‧‧‧步驟
510‧‧‧步驟
532‧‧‧步驟
530‧‧‧步驟
550‧‧‧步驟
540‧‧‧步驟
610‧‧‧步驟
600‧‧‧方法
625‧‧‧步驟
620‧‧‧步驟
635‧‧‧步驟
630‧‧‧步驟
700‧‧‧系統
640‧‧‧步驟
720‧‧‧色彩校正模組
710‧‧‧照相機設置
735‧‧‧亮度測度範圍
730‧‧‧亮度測度範圍定義
740‧‧‧亮度測度器
220‧‧‧自動白平衡參數
745‧‧‧亮度識別符
742‧‧‧亮度測度
765‧‧‧光源識別符
760‧‧‧光源識別模組
754‧‧‧介面
752‧‧‧介面
782‧‧‧亮度測量
785‧‧‧介面
780‧‧‧測光計
782‧‧‧亮度測量
810‧‧‧步驟
800‧‧‧方法
822‧‧‧步驟
820‧‧‧步驟
826‧‧‧步驟
824‧‧‧步驟
830‧‧‧步驟
828‧‧‧步驟
842‧‧‧步驟
840‧‧‧步驟
850‧‧‧步驟
844‧‧‧步驟
900‧‧‧計算機
910‧‧‧處理器
920‧‧‧記憶體
930‧‧‧軟體
1000‧‧‧系統
940‧‧‧數據儲存庫
1054‧‧‧放大器
1050‧‧‧單一優化模組
1060‧‧‧重複模組
1062‧‧‧終止準則
1064‧‧‧臨界值
1052‧‧‧乘積計算器
1054‧‧‧放大器
1100‧‧‧方法
1110‧‧‧步驟
1120‧‧‧步驟
1122‧‧‧步驟
1124‧‧‧步驟
1125‧‧‧步驟
1126‧‧‧步驟
1128‧‧‧步驟
1129‧‧‧步驟
1130‧‧‧步驟
1140‧‧‧步驟
1202‧‧‧圖表
1204‧‧‧圖表
1206‧‧‧圖表
1210‧‧‧色彩權重分佈
1212‧‧‧峰值
1220‧‧‧交集
1230‧‧‧區域
1232‧‧‧方格
1330‧‧‧軟體
1300‧‧‧計算機
1400‧‧‧方法
1340‧‧‧數據儲存庫
1420‧‧‧步驟
1410‧‧‧步驟
1440‧‧‧步驟
1430‧‧‧步驟
1450‧‧‧步驟
圖1根據實施例顯示場景之自動白平衡系統。
圖2根據實施例顯示色彩權重圖。
圖3根據實施例顯示色彩權重圖，其表示特定光源機率分佈。
圖4根據實施例顯示特定亮度色彩權重圖。
圖5根據實施例顯示感光之自動白平衡方法。
圖6根據實施例顯示自適應自動白平衡方法。
圖7根據實施例顯示感光的自動白平衡系統。
圖8根據實施例顯示圖7之自動白平衡系統實現感光之自動白平衡方法。
圖9根據實施例顯示實現計算機，其實現圖7之自動白平衡系統。
圖10根據實施例顯示自適應自動白平衡之系統。
圖11根據實施例顯示圖10之自動白平衡系統實現之自適應自動白平衡方法。
圖12根據實施例顯示於圖11自適應自動白平衡方法之特定步驟中執行優化。
圖13根據實施例顯示計算機，其實現圖10之自動白平衡系統。
圖14根據實施例顯示用於產生特定亮度之自動白平衡參數的方法。
本文所揭露之自動白平衡的方法和系統，透過特定亮度之自動白平衡參數，及/或與電子照相機之實際之光源相關之自適應光源之自動白平衡參 數，以改善電子照相機之自動白平衡參數。與不同亮度場景相關之複數個特定亮度之自動白平衡參數集，所呈現場景光源之真實光譜特性優於以單一自動白平衡參數集所欲描繪任何場景光源。使用電子照相機之際，自適應自動白平衡參數(adaptive AWB parameter)之光源特性有助於制定自動白平衡參數，以利於使用手中之電子照相機拍攝出更好場景影像。上述自適應自動白平衡參數，可選擇地特定亮度，亦可有助於電子相機製造商進行自動白平衡參數，修正初始校準之誤差。因此，利用自適應自動白平衡參數可降低校準需求，藉此降低製造成本，將提供更實惠電子照相機產品給予消費者。
圖1係顯示自動白平衡(AWB)系統100於場景180之示意圖190。使用者170操作電子彩色照相機110，拍攝場景180電子彩色影像為一影像160。自動白平衡系統100包含用以識別自動白平衡參數之色彩權重圖(color-weighting map)130，自動白平衡系統100利用色彩權重圖(color-weighting map)130，自影像160產生自動白平衡影像(AWB image)165。於特定實施例中，自動白平衡系統100得由電子彩色照相機110加以實現。圖2係根據實施例顯示色彩權重圖130。圖1和圖2合併參照更能理解本發明。
色彩權重圖130以座標系統表示複數個特定光源自動白平衡參數220之色彩比Y(軸212)與色彩比X(軸210)之關係圖。色彩比Y(color ration Y)和色彩比X(color ration X)兩色彩比協同分析影像160之相關三原色(primary color)之相對權重(relative weight)，例如紅色(R)、綠色(G)和藍色(B)。於一實施例中，色彩比Y為Log(B/R)，色彩比X是為Log(B*R/(G*G))；於另一實施例子，色彩比Y為B/R，色彩比X為B*R/(G*G)；又於另一實施例子中，色彩例Y為G/R，色彩比X為B/R在不脫離本發明範疇與精神下，色彩比X和Y可為其它色彩比例，以相互配合分析原色之相對權重，而原色可不同於R、G和B。圖2亦顯示有序偶(ordered pairs)[色彩比X，色彩比Y]之圖表，色彩權重圖130可能以自動白平衡參數220之非圖形格式表示之，如自動白平衡參數220之相關有序偶[色彩比X，色彩比Y]之表格。
特定光源自動白平衡參數220包含自動白平衡參數220(1)、220(2)、220(3)、220(4)和220(5)，分別與C光源(冷白日光燈，色溫4230K)、TL84光源(常用的螢光光源，色溫4000K)、D65光源(模擬正午日光，色溫6504K)、A光源(白熾鎢絲燈，色溫2856K)和H光源(模擬地平線自然光晚霞，色溫2300K) 相關。在不脫離本發明範圍與精神下，自動白平衡參數220除了描繪圖2所示之光源外，亦可描繪其他不同於圖2之光源，其自動白平衡參數220數量亦不同於圖2所示。
自動白平衡系統100會先分析影像160中色彩分佈，選定光源C、T、D、A和H其中一個以準確描繪影像160之色彩分佈，為達此目的，自動白平衡系統100係參照美國專利申請公開號US2014/0267782 A1所揭示之方法，引用其全部內容作為本文之揭示內容，和/或利用本領域之習知技術。接續，自動白平衡系統100將相關的自動白平衡參數220應用至影像160色彩數據上，以生成自動白平衡影像165。因此，自動白平衡系統100從色彩權重圖130中選定自動白平衡參數220，以擷取有序偶[色彩比X，色彩比Y]，並依據有序偶[色彩比X，色彩比Y]所確定之色彩增益值(color gains)，校正影像160色彩，以產生自動白平衡影像165。
於一實施例中，自動白平衡系統100包含亮度模組140和色彩權重圖130，色彩權重圖130實現複數個特定亮度色彩權重圖(brightness-specific color-weighting map)135，其適用於具有多個不同亮度之場景180，例如，於一實施例中，自動白平衡系統100包含分別與場景180低亮度、中亮度和高亮度相關的三個特定亮度色彩權重圖135。然而，自動白平衡系統100可包含任何數量的特定亮度色彩權重圖135，其適用於具有多個相異亮度之場景180。每一特定亮度色彩權重圖135為色彩權重圖130之其中範例，其具有自動白平衡參數220，以確定場景180之特定亮度。亮度模組140確定影像160呈現場景180之亮度，並且選定與該亮度有關之特定亮度色彩權重圖135。承前，自動白平衡系統100使用所選定的特定亮度色彩權重圖135以校正影像160之色彩，以產生自動白平衡影像165。
於另一個實施例中，自動白平衡系統100包含優化模組(refinement module)150，依據一或多個影像160，優化色彩權重圖130，選擇性地實現特定亮度色彩權重圖135。當電子彩色照相機110移轉至消費者後，優化模組150優化色彩權重圖130，藉此，於使用者170使用之際，色彩權重圖130能自我訓練以優化色彩權重圖130，和/或修正電子彩色照相機110製造商預校準色彩權重圖130之偏差。因此，優化模組150潛在地降低預校準的需求，舉例而言，製造商藉由校準“黃金模組”，以製備具有相同色彩權重圖130之所有電子彩色照 相機110，並消除其餘個別元件之客製化校準。
圖3係根據色彩權重圖130實施例顯示色彩權重圖300之圖表。色彩權重圖300係描繪圖2有序偶[色彩比X，色彩比Y]之特定光源機率分佈(illuminant-specific probability distribution)320。
機率分佈320(1)為C光源有序偶[色彩比X，色彩比Y]的機率分佈。機率分佈320(2)為TL84光源有序偶[色彩比X，色彩比Y]之機率分佈。機率分佈320(3)為D65和A光源有序偶[色彩比X，色彩比Y]之機率分佈。機率分佈320(5)為H光源有序偶[色彩比X，色彩比Y]之機率分佈。圖3以表面輪廓(surface contour)以顯示各機率分佈320，對應於機率分佈320之特定值，如機率分佈320最大值10%或1/e。於一實施例中，每一自動白平衡參數220位於機率分佈320波峰。
圖3所示之實施例中，D和A光源相關之兩機率分佈重疊，以表面輪廓以表示共同機率分佈320(3)。機率分佈320(3)係由分別與D和A光源相關之兩可區別的子分佈所組成。於一實施例子中，機率分佈320(3)具有兩個波峰，其分別與D和A光源相關；於另一實施例中，D和A光源相關之兩個子分佈之間所重疊區域，致使機率分佈320(3)僅表現一個單峰。在不脫離本發明範圍下，與D和A光源相關之兩個機率分佈可為非重疊，或重疊區域小於圖3所示。
每一機率分佈320代表相關光源之有序偶[色彩比X，色彩比Y]之統計分佈，這種分佈可歸因於多種因素，包含但不限於：不同電子彩色照相機110間之彼此感測器之差異、光源彼此間之差異、空間/時間感測器內之變化，例如：電子雜訊和/或溫度之相關性。
圖4係顯示特定亮度色彩權重圖401、402和403。每一特定亮度色彩權重圖401、402和403係為圖3所示之色彩權重圖300之一實施例。特定亮度色彩權重圖401係顯示低亮度場景180於光源C、T、D、A和H下所得之機率分佈421。特定亮度色彩權重圖402係顯示中亮度場景180於光源C、T、D、A、H下所得之機率分佈422。特定亮度色彩權重圖403係顯示高亮度場景180於光源C、T、D、A、H下所得之機率分佈423。為清楚說明，在此特定亮度特定情況下，僅圖4顯示自動白平衡參數220(4)。
每一機率分佈421、422和423係為機率分佈320之一實施例，且同時為特定光源和特定亮度之實施例。在特定光源之低亮度下，有序偶[色彩比X， 色彩比Y]之分佈特別對各種雜訊/差異敏感。因此，在一般情況下，機率分佈421大於機率分佈422各自分佈，以及機率分佈422大於機率分佈423各自分佈。
將圖4之實施例應用於圖3者，D和A光源之機率分佈所重疊之區域如特定亮度色彩權重圖401和402所示。而在特定亮度色彩權重圖403中，相對雜訊貢獻於與D和A光源相關之機率分佈夠小，以分別定義與D和A光源相關之兩獨立機率分佈423(3)和423(4)。
雖特定亮度色彩權重圖403之機率分佈423較為受限，其可提供自動白平衡參數220之相對準確預測值，惟，特定亮度色彩權重圖403可能無法表示為低亮度場景180以及特定亮度色彩權重圖401。以點450來說明，其表示由光源A照明低亮度場景180之影像160之有序偶[色彩比X，色彩比Y]之平均值。當特定亮度色彩權重圖401由自動白平衡系統100而實現者，亮度模組140準確地識別點A為係與光源A相關聯的。與習知技術相比，習知技術僅利用自動白平衡系統中之單一色彩權重圖，如類似於特定亮度色彩權重圖403，未能準確地判別點450，致使習知自動白平衡不是錯誤判斷T光源之點450，不然就是未能簡單辨別點450之相關光源。除此之外，自動白平衡參數220之位置是依據亮度而設，舉例而言，自動白平衡參數220(4)可分別設於特定亮度色彩權重圖401、402和403內之三個不同位置。在此情況下，與單一色彩權重圖之習知自動白平衡系統相比，藉由具有特定亮度色彩權重圖401、402和403之自動白平衡系統100執行，可改善權重圖。
圖5係顯示感光自動白平衡(brightness-sensitive AWB)方法500，其係於自動白平衡系統100(如圖1所示)內實現之，自動白平衡系統100包含亮度模組140和複數個特定亮度色彩權重圖135，如特定亮度色彩權重圖401、402和403(如圖4所示)。
感光自動白平衡方法500包含可選步驟510，於步驟510中，電子彩色照相機110拍攝影像160。
於步驟520中，自動白平衡系統100接收影像160，亮度模組140測定影像160呈現場景180之亮度。
於步驟530中，亮度模組140依照步驟520中所測定之亮度，選擇最佳色彩權重圖。步驟530可包含步驟532，其中亮度模組140自複數個特定亮度色彩權重圖135中選定一個最佳的，如特定亮度色彩權重圖401、402和403，該 最佳特定亮度色彩權重圖之相關場景亮度係與步驟520所接收到的影像160所呈現場景180之亮度之權重圖最為相似。於特定實施例中，該最佳特定亮度色彩權重圖係為複數個亮度色彩權重圖135其中之一，其已校準至與步驟520所接收到影像160之場景180亮度最為相似。經校準後之亮度色彩權重圖將於下文詳細說明，併參照圖14更能理解本發明。
於步驟540中，自動白平衡系統100自步驟530中選擇最佳色彩權重圖中，擷取與光源相關之自動白平衡參數220。
於步驟550中，自動白平衡系統100依據步驟540所擷取之自動白平衡參數220校正影像160色彩，以產生AWB影像165。
圖6係顯示自適應自動白平衡方法600，其得由自動白平衡系統100(如圖1所示)之實施例以實現之，自動白平衡系統100包含優化模組150。
於可選步驟610中，電子彩色照相機110拍攝場景180為影像160，該場景係由特定光源以照明之。
於步驟620中，自動白平衡系統100接收影像160，以及，優化模組150根據影像160以優化彩色權重圖130。步驟620包含步驟625，其中優化模組150優化機率分佈320，其係與影像160所呈現場景180之光源相關。
自適應自動白平衡方法600重複執行步驟620。於一實施例中，自適應自動白平衡方法600執行步驟620和可選步驟610，依照兩或多個各別影像160，兩次或多次反覆地優化單一特定光源機率分佈320。於另一實施例中，自適應自動白平衡方法600分別對兩個或多個不同光源之兩個或多個影像160執行步驟620和可選步驟610。於此實施例中，自適應自動白平衡方法600藉此分別優化兩個或多個特定光源機率分佈，其分別與兩個或多個不同光源相關，如D和H光源(如圖3所示)。於另一個實施例中，自適應自動白平衡方法600執行步驟620和可選步驟610，三個或多個影像160包含：(a)影像160具不同光源類型，以及(b)影像160具有相同類型光源。
可選地，自適應自動白平衡方法600進一步包含步驟630和步驟640。於步驟630中，自動白平衡系統100自步驟620已優化之色彩權重圖130中，擷取與步驟610光源相關的自動白平衡參數220。步驟630更包含步驟635，於步驟635中，自動白平衡參數220係自機率分佈320中提取，該機率分佈320係與自動白平衡參數220相關。
於步驟640中，自動白平衡系統100針對步驟610中之影像160之照明色彩進行校正步驟，以產生AWB影像165，舉例而言，該影像可以是步驟620中所接收到的影像160。
於一實施例中，於步驟620中所接收到的影像160代表具有特定亮度之場景180，致使步驟620優化特定亮度機率分佈，如圖4所示之機率分佈421、422和423其中之一。於此實施例中，步驟630自特定亮度色彩權重圖135中(如特定亮度色彩權重圖401、401和403)擷取自動白平衡參數220，其中自動白平衡參數220對應於光源類型和特定亮度色彩權重圖135係與場景180亮度相關聯。
圖7說係顯示感光自動白平衡系統700，其為自動白平衡系統100(如圖1所示)之實施例。在自動白平衡系統700中，亮度模組140包含亮度測度器(brightness metric calculator)740，以及，色彩權重圖130包含至少兩個特定亮度色彩權重圖135，例如特定亮度色彩權重圖401、402和403(如圖4所示)其中之二。亮度測度器740計算亮度測度(brightness metric)，使影像160呈現場景180之亮度。
自動白平衡系統700包含亮度測度範圍定義(brightness metric range definitions)730，其具有至少兩個亮度測度範圍735，該至少兩個亮度測範圍735分別指定亮度範圍，分別適用於至少兩個特定亮度色彩權重圖135。自動白平衡系統700更包含色彩校正模組720，其校正影像160色彩，以產生自動白平衡影像165。
除此之外，自動白平衡系統700包含(a)介面752，配置以接收來自電子彩色照相機110之影像160，以及(b)介面754，配置以輸出自動白平衡影像165。可選介面752進一步配置為接收來自電子彩色照相機110之照相機設置710，其與影像160相關。自動白平衡系統700可於電子照相機110中實現。舉例而言，照相機設置710用以影響電子彩色照相機110拍攝影像160的亮度，例如曝光時間Texp和電子增益ge。.
可選地，自動白平衡系統700包含光源識別模組760，以識別由影像160所呈現場景180之光源類型。
於一實施例中，自動白平衡系統700包含一介面785以及亮度測量(brightness measurement)782，介面785配置以接收來自測光計(light meter)780計算場景180之亮度測量782，圖7所示之測光計780未詳細說明，應當理解，測光計780得由電子彩色照相機110以實現之。
圖8係顯示感光自動白平衡方法800之步驟流程圖，該方法800係由自動白平衡系統700(如圖7所示)以實現之。感光自動白平衡方法800係為感光自動白平衡方法500(如圖5所示)之實施例。圖7與圖8合併參照，更能理解本發明。
於可選步驟810中，電子彩色照相機110拍攝影像160。步驟810類似於感光自動白平衡方法500之步驟510。
於步驟820中，亮度模組140(於自動白平衡系統700中實現)確定影像160所呈現場景180之亮度。步驟820係為步驟520之一實施例。步驟820包含步驟822和828。於步驟822中，亮度模組140接收場景180之亮度量測。於步驟824中，亮度測度器740依據步驟822所接收到的亮度量測值，以計算亮度測度(brightness metric)742。
於一實施例中，步驟824於步驟822內執行，以獲得亮度測量值。於步驟824中，亮度模組140自介面785以接收亮度測量值782。
於另一實施例中，步驟826於步驟822內執行，以獲得亮度測量值。於步驟826中，亮度模組140自介面752接收影像160和相機設置710。於此實施例中，於步驟828中，亮度測度器740計算影像160和相機設置710之亮度測度742。在此實施例中，亮度測度器740計算亮度測度742，以Texp*ge/Bmean表示之，其中Bmean為影像160平均亮度，抑或是，亮度測度742係與Texp*ge/Bmean成正比關係。
於步驟830中，亮度模組140從特定亮度色彩權重圖135中選定最佳色彩權重圖，藉由比對亮度測度742與亮度測度範圍735，自特定亮度色彩權重圖135中選定最佳色彩權重圖，基於此比對分析，亮度模組140產生一亮度標識符(brightness identifier)745，其自特定亮度色彩權重圖135中，選定一個為最佳色彩權重圖。步驟830係為步驟530之一實施例。於步驟830之實施例中，(a)當亮度測度742低於第一臨界值(first threshold)，選擇特定亮度色彩權重圖401；(b)當亮度測度742介於第一臨界值和第二臨界值(second threshold)之間時，選擇特定亮度色彩權重圖402；以及(c)當亮度測度742高於第二臨界值時，選定特定亮度色彩權重圖403。
於步驟840中，色彩校正模組720自步驟830中選出之最佳色彩權重圖中，擷取自動白平衡參數220。色彩校正模組720自亮度模組140中接收亮度識別符745，以及，自以被亮度識別符745指定之特定亮度色彩權重圖135中擷取 自動白平衡參數220。步驟840係為步驟540之一實施例。
於一實施例中，步驟840包含步驟842和844，於步驟842中，光源識別模組(illuminant identification module)760處理影像160，以產生光源識別符(illuminant identifier)765，決定影像160中照明場景1805之光源類型。為達成此目的，光源識別模組760處理影像160和亮度標識符745，以比對影像160色彩特徵，其具有已由亮度識別符745標示為具有特定亮度權重圖135之特定照明分佈。舉例而言，光源識別模組760將影像160的色彩特徵與亮度標識符745所指定的特定亮度色彩權重圖401、402和403(如圖4所示)中之特定光源機率分佈421、422或423做比較。光源識別模組760係引用美國專利申請公開號US 2014/0267782 A1中揭示方法和/或本領域習知技術，光源識別模組760藉此指定何者特定光源機率分佈，可於影像160中呈現場景180之最佳照明。
於步驟844中，色彩校正模組720自已被亮度標識符745指定的特定亮度色彩權重圖135中，擷取與光源識別符765相關的自動白平衡參數220。於步驟844一實施例中，色彩校正模組720(a)接收用以指定特定亮度色彩權重圖403之亮度識別符745，及用以指定機率分佈423(1)之光源識別符765，以及(b)自特定亮度色彩權重圖403中，擷取與特定光源機率分佈423(1)相關之自動白平衡參數。
於步驟850中，色彩校正模組720根據步驟840中所擷取的自動白平衡參數220，以校正影像160色彩，以產生自動白平衡影像165。色彩校正模組720將自動白平衡影像165輸出至介面754。可交替地，色彩校正模組720可儲存自動白平衡影像165。步驟850係為步驟550之一實施例。
圖9係顯示自動平衡白平衡系統700內之電子計算機900。電子計算機900包含處理器910、記憶體920、介面752和754以及可選介面785。處理器910通訊耦合於記憶體920、介面752和754及可選介面785。
記憶體920包含自動白平衡軟體(AWB software)930，其由處理器910以執行記憶體920之非暫存部分之機器可讀取指令。自動白平衡軟體93056執行(a)具有亮度測度器740之亮度模組140、(b)色彩校正模組720，以及可選的(c)光源識別模組760。在不脫離本發明範圍下，自動白平衡軟體930得由韌體加以實現。
記憶體920進一步包含數據儲存庫940。資料儲存庫940包含至少具有兩個特定亮度色彩權重圖135之彩色權重圖130，以及至少具有兩個亮度測 度範圍735之亮度測度範圍定義730，分別對應於所述至少兩個特定亮度色彩權重圖135。記憶體920更用於儲存影像160、自動白平衡影像165、自動白平衡參數220、亮度測度742、亮度識別符745，和可選的一或多個照相機設置710、光源識別符765和亮度測量值782。
記憶體920可為唯讀記憶體、快閃記憶體、磁帶、磁碟、光碟、隨機存取記憶體、其他非暫態儲存媒體或及其組合。每一介面752、754和785可為有線介面(如乙太網路、USB、FireWire或Thunderbolt)，和/或無線介面(如Wi-Fi或藍牙)。
圖10係顯示自適應自動白平衡系統1000，其為自動白平衡系統100(圖1)之實施例。自動白平衡系統1000包含優化模組150，該優化模組150之單一優化模組1050優化色彩權重圖300之特定光源機率分佈320(如圖3所示)。單一優化模組1050包含邏輯乘法計算器(intersection calculator)1052，其計算兩個分佈之間的邏輯乘積。單一優化模組1050亦包含放大器1054，其放大分佈(distribution)之某一部分。在某些實施例中，優化模組150更包含一個重複模組1060，其控制單一優化模組1050重複執行，重複模組1060包含終止準則(stop criterium)1062(如臨界值1064)，用以終止單一優化模組1050之重複執行。自動白平衡系統1000進一步包含色彩校正模組720、光源識別模組760、介面752和754，如圖7所示。除此之外，自動白平衡系統1000包含色彩權重圖300(如圖3所示)，選擇性地以複數個特定亮度色彩權重圖實現之，如特定亮度色彩權重圖401、402和403(如圖4所示)之其中二者。
於一實施例中，自動白平衡系統1000用於上述討論之感光自動白平衡，如圖7所示。在感光實施例中，自動白平衡系統1000包含亮度模組140、亮度測度範圍定義730及可選介面785。於感光自動白平衡系統1000之實施例中，色彩權重圖130係以複數個特定亮度色彩權重圖135實現之，例如特定亮度色彩權重圖401、402和403(如圖4所示)。亮度模組140、亮度測度範圍定義730、可選介面785和特定亮度色彩權重圖之運作，如同圖7所討論。在感光實施例中，優化模組150優化一或多個特定亮度色彩權重圖135之特定光源機率分佈320，諸如一或多個特定亮度特定色彩權重圖401、402和403之機率分佈421、422和/或423。
圖11係顯示以圖10之自動白平衡系統1000實現自適應自動白平 衡方法1100。自適應自動白平衡方法1100優化色彩權重圖300(如圖3)，同時亦為自適應自動白平衡方法600(如圖6)之一實施例。圖12描繪自適應自動白平衡方法1100(如圖11)之特定步驟操作優化。圖11合併圖12參照，更能理解本發明。
於可選步驟1110中，電子彩色照相機110拍攝影像160，其係由特定光源類型以照明場景180。可選地，場景180具有特定亮度。步驟1110類似於步驟610。
於步驟1120中，優化模組150(如在自動白平衡系統1000中實現)優化特定光源機率分佈320，其與特定光源類型相關。步驟1120包含步驟1122、1124、1126、1128及可選步驟1125和1129其中之一或二者。步驟1120為步驟620之一實施例。
於步驟1122中，單一優化模組1050自介面752接收影像160，以及，自影像160中擷取色彩權重圖分佈之有序偶[色彩比X，色彩比Y]，以用於色彩權重圖中。
圖12係顯示步驟1122之示意圖。圖1202係自步驟1122中影像160中擷取色彩權重分佈1210。色彩權重分佈1210疊加於色彩權重圖300上，以表面輪廓(surface contour)表示之，色彩權重分佈1210具有一峰值1212，為總體最大值(global maximum)。
於步驟1124中，光源識別模組760識別光源類型，其係用於影像160所呈現場景180之照明。光源識別模組760依照步驟1122所擷取之色彩權重分佈，以識別光源類型。
於步驟1126，單一優化模組1050自光源識別模組760中接收光源標識符765，以及，自色彩權重圖300中擷取相關的特定光源特定機率分佈320。乘積計算器1052計算介於(a)步驟1122中所擷取的色彩權重圖分佈和(b)與影像160相關的特定光源機率分佈320間之交集區域(intersection)，從而產生一個優化特定光源機率分佈320。在此，“交集(intersection)”意旨兩輸入分佈(input distribution)之間的相交集分佈，該交集可為幾何交集或數學量度，表示兩輸入分佈間之更大的重疊區域。乘積計算器1052得利用本領域習知技術，以計算邏輯乘積。舉例而言，乘積計算器1052計算兩輸入分佈之間的交集可為乘積(或比例乘積)。
圖12所示之圖表1204係為步驟1126之一實施例。圖表1204描繪色 彩權重分佈1210與相關的特定光源機率分佈320(3)之間的交集1220。
於步驟1128中，單一優化模組1050以步驟1126中計算所得之交集，替換特定光源機率分佈320。藉此單一優化模組1050優化色彩權重圖300之特定光源機率分佈320。
於步驟1128之一實施例中，單一優化模組1050以交集1220(如圖12圖表1204所示)替換特定光源機率分佈320(3)。
於可選步驟1129中，放大器1054針對步驟1126中已優化之特定光源機率分佈320進行放大，已優化之特定光源機率分佈係位於或靠近於步驟1122中所擷取的色彩權重分佈之峰值。單一優化模組1050以已放大的分佈，取代彩色權重圖300之特定光源機率分佈320(於步驟1126中優化)。藉此，單一優化模組1050進一步優化色彩權重圖300之特定光源機率分佈320。步驟1129之後續的優化可達穩定特定光源機率分佈320之效果。
圖12之圖表1206係步驟1129之一實施例。圖表1206顯示位於峰值1212之區域1230。於步驟1129之實施例中，放大器1054放大交集1220之區域1230，其為自適應自動白平衡方法已優化之特定光源機率分佈320(3)。放大器1054將非均勻放大應用至區域1230，舉例而言，接近峰值1212區域被放大器1054放大之效益，大於遠離峰值1212區域之放大效益。區域1230得由多個方格1232組成，圖表1206顯示3×3之方格網。在不脫離本發明範圍下，數目或方格可為不同，且網格不限定於方形。每一方格1232為相關之放大因素，其可能不同於其他方格1232。每一方格1232具有最小可能尺寸，與色彩比X和Y的解析率一致，如軸210和212之解析率。
對於複數個由相同或相似光源照明場景180之影像160，自適應自動白平衡方法1100執行步驟1120和可選步驟1110，以重複優化特定光源機率分佈320。在複數個影像160上，重複模組1060重複執行單一優化模組1050。重複模組1060可引動(invoke)終止準則1062，以決定何時終止，抑或是，是否終止之。舉例而言，當(a)當現有重複產生特定光源機率分佈320與(b)最近一次重複產生的特定光源機率分佈320之間的差異係低於臨界值1064時，則重複模組1060將終止重複操作。
對於由不同光源照明之場景180之複數個影像160，自適應自動白平衡方法1100亦執行步驟1120和可選步驟1110，以重複或非重複地優化複數個不 同特定光源特定機率分佈320，其係與不同光源類型相關聯。
可選地，自適應自動白平衡方法1100包含步驟1130和步驟1140，步驟1130和1140分別為步驟630和步驟640之實施例。步驟1130和1140類似於感光自動白平衡方法800(如圖8所示)之步驟840和步驟850。自動白平衡系統1000以類似自動白平衡系統700執行步驟840和850之方式，以執行步驟1130和1140。然而，於自適應自動白平衡方法1100中，色彩校正模組720採用了優化色彩權重圖300。自動白平衡系統1000可將步驟1130和1140應用至在步驟1120中之影像160，或應用至不同影像160。
於特定實施例中，自動白平衡系統1000係為感光，將自適應自動白平衡方法1100應用至感光的色彩權重圖135。於此實施例中，步驟1120包含步驟1125，其中亮度模組140決定影像160所呈現場景180的亮度，以及，選定相對應之特定亮度色彩權重圖135，用於步驟1126、1128和可選步驟1129中進行處理。承前討論，亮度模組140參照感光自動白平衡方法800中步驟820和830的方式，以執行步驟1125。
圖13係顯示實現自動白平衡系統1000(如圖10所示)之計算機1300。計算機1300類似於計算機900(如圖9所示)，不同之處在於自動白平衡軟體930和數據儲存庫940係被自動白平衡軟體1330和數據儲存庫1340所取代。
自動白平衡軟體1330類似於自動白平衡軟體930，不同之處在於(a)亮度模組140係為可選的，(b)光源識別模組760係必備的，以及(c)自動白平衡軟體930進一步執行優化模組150，其具有單一優化模組和可選的重複模組1060。
數據儲存庫1340類似數據儲存庫940，不同之處在於(a)色彩權重圖130係由色彩權重圖300實現之，(b)特定亮度色彩權重圖135係為可選擇的，(c)亮度測度742係為可選擇的，(d)亮度識別符745係為可選擇的，(e)亮度測度範圍定義730係為可選擇的，(f)光源識別符765係為必備的，以及(g)數據儲存庫1340更包含儲存特定光源機率分佈320和可選之臨界值1064。
圖14係顯示電子彩色照相機110產生特定亮度自動白平衡參數之方法1400，例如自動白平衡參數220(圖2)的特定亮度之實施例。
方法1400對複數個固有灰度場景(inherently gray scene)之不同亮度，重複執行步驟410。固有灰度場景(inherently gray scene)可為灰卡。步驟1410包含步驟1420、1430、1440和可選步驟1450。
由電子彩色照相機110捕捉具有特定光源(如圖2所示之C、T、D、A、和H光源)照明固有灰度場景之電子彩色影像，其色彩分佈係由步驟1420決定之。於步驟1420一實施例中，該色彩分佈表示在電子彩色影像所有像素之初期色彩強度之分佈，例如紅色、綠色和藍色。
步驟1430處理步驟1420色彩分佈，以確定特定光源機率分佈320(如圖3所示)。
步驟1440定義與特定光源機率分佈320相關之自動白平衡參數220。於一實施例中，步驟1440定義自動白平衡參數220為特定光源機率分佈320之總體最大值之有序偶[色彩比X，色彩比Y]。
於一實施例中，針對複數個不同光源而言，方法1400會重複步驟1420，1430和1440，如圖2所討論的C、T、D、A、和H光源，以產生複數個特定光源機率分佈320，如特定光源機率分佈320(1)、320(2)、320(3)和320(5)。於此實施例中，步驟1410可包含步驟1450，其中複數個特定光源機率分佈320組合成一特定亮度色彩權重圖300之實施例。於一實施例中，針對三個不同亮度之場景(如低亮度、中亮度和高亮度)，方法1400會重複步驟1410，以分別產生特定亮度色彩權重圖401、402和403(如圖4所示)。
特徵組合
在不脫離本發明範圍下，上述特徵及下文所主張權利範圍得以不同方式結合。應當理解的是，本文所述之自動白平衡方法或系統可與本文另一自動白平衡方法或系統相互結合或交換。以下組合係描繪上述實施例之可能性，得經更動或潤飾以完成本發明，而非限制性其組合。
(A1)感光自動白平衡方法包含：(a)確定電子彩色影像之場景亮度，以及(b)依據場景亮度選定色彩權重圖。
(A2)如(A1)所示之自動白平衡方法更包含：(c)自所述色彩權重圖中擷取自動白平衡參數，以及(d)根據該自動白平衡參數，以校正電子彩色影像之色彩，以產生白色平衡影像。
(A3)如專利範圍第1項所述之(A1)和(A2)所示之每一自動白平衡方法中，可選步驟包含：自不同場景亮度值相關之複數個特定亮度色彩權重圖中，選擇色彩權重圖。
(A4)如(A1)到(A3)所示之每一自動白平衡方法中，決定亮度的 步驟包含：依據電子彩色影像及其相關的照相機設置，計算電子彩色影像的亮度測度。
(A5)如(A4)所示之自動白平衡方法中，計算該亮度測度的步驟包含：計算亮度測度，其與Texp*ge/Bmean成比例關係，其中Texp係為電子彩色影像相關的曝光時間，ge係為電子彩色影像相關的電子增益，Bmean係為電子彩色影像的平均亮度。
(A6)如(A1)-(A3)所示之每一自動白平衡方法中，確定亮度步驟包含：使用測光計以測量場景的亮度。
(A7)如(A6)所示之自動白平衡方法中，確定亮度的步驟進一步包含：依據測光計所測得之測量值，以決定亮度測度。
(A8)如(A4)-(A7)所示之每一自動白平衡方法中，可選步驟包含：分別自不同亮度測度範圍相關之複數個特定亮度色彩權重圖中，選定色彩權重圖。
(A9)如(A8)所示之自動白平衡方法中，複數個特定亮度色彩權重圖可包含(i)低亮度色彩權重圖，其亮度測度小於第一臨界值，(ii)中亮度色彩權重圖，其亮度測度介於該第一臨界值與第二臨界值之間，其中第二臨界值大於第一臨界值，和(iii)高亮度色彩權重圖，其亮度測度大於第二臨界值。
(A10)如(A1)-(A9)所示之每一自動白平衡方法中，色彩權重圖可為色彩比有序偶之機率分佈，其中色彩比有序偶用以決定自動白平衡參數。
(A11)如(A10)所示之自動白平衡方法中，機率分佈可由複數個特定光源機率分佈組合，其與不同光源類型相關。
(A12)如(A11)所示之自動白平衡方法中，於高亮度場景色彩權重圖中，每複數個特定光源機率分佈之分散度係小於低亮度場景色彩權重圖內之特定光源機率分佈之分散度。
(A13)如(A1)-(A12)所示之每一自動白平衡方法進一步包含：依據電子彩色影像，優化預先特定亮度色彩權重圖，以確定色彩權重圖。
(A14)如(A13)所示之自動白平衡方法中，該色彩權重圖可為色彩比有序偶之機率分佈，其中該色彩比有序偶用以定義自動白平衡參數。
(A15)如(A14)所示之自動白平衡方法中，機率分佈可由不同光源類型相關的複數個特定光源機率分佈所組成。
(A16)如(A15)所示之自動白平衡方法中，優化步驟包含：(a)對於所擷取的影像，確定色彩比有序偶之現有分佈，現有分佈為特定光源類型，(b)選定複數個特定光源機率分佈之其中一者，並確定上述所選定機率分佈與現有分佈之間的重疊，(c)以重疊機率分佈替換上述選定的複數個特定光源機率分佈之其中一者，以產生優化的特定光源機率分佈；和(d)已優化之特定光源機率分佈，填入(populating)色彩權重圖。
(A17)如(A16)所示之自動白平衡方法進一步包含：放大與現有分佈的峰值相關聯的色彩權重圖的某一部分。
(A18)如(A13)-(A17)所示之每一自動白平衡方法，包含重複優化複數個電子彩色影像，以確定色彩權重圖。
(A19)如(A1)-(A18)所示之每一自動白平衡之方法，得於電子照相機中實現，電子照相機用以拍攝影像。
(B1)一種用於每一複數個固有灰度場景之特定亮度自動白平衡參數的之方法，其得由電子彩色照相機實現之，該方法包含：(a)確定由電子彩色照相像機拍攝之電子彩色影像，其具有特定光譜類型光源照亮之固有灰度場景，以及(b)產生特定亮度色彩權重機率分佈，其表示色彩分佈。
(B2)如(B1)所示之方法，針對每一複數個亮度，進一步包含：(a)對於複數個相對應之多個不同光譜類型光源，執行確定和產生以各自複數個特定亮度色彩權重機率分佈；(b)結合該複數個特定亮度色彩權重機率分佈，以產生特定亮度色彩權重圖，其可適用於全部照明。
(B3)如(B2)所示之方法，針對每一複數個亮度，電子彩色攝像機之非暫存性之計算機可讀記憶體進一步儲存(i)該特定亮度色彩權重圖，以及(ii)亮度範圍定義，其限定特定亮度色彩權重圖之適用範圍。
(B4)如(A1)-(A19)所示之每一自動白平衡方法，得實現特定亮度色彩權重圖，其得由(B2)和(B3)其中之一者所產生。
(C1)一感光自動白平衡之系統，用於電子照相機之電子彩色影像，該系統包含一處理器和一記憶體，該記憶體具有(a)複數個特定亮度色彩權重圖，其指定每一特定光源自動白平衡參數，(b)複數個亮度範圍定義，其分別表示複數個特定亮度色彩權重圖之適用範圍，和(c)機器可讀取之白平衡指令，其編碼於記憶體之非暫時態部分，經處理器執行白平衡該電子彩色影像，其中， 該白平衡指令包含亮度指令，經處理器執行確定電子彩色影像所呈現之場景亮度，以及，依照該複數個亮度範圍定義，選定該複數個特定亮度色彩權重圖其中一者。
(C2)如(C1)系統中，該白平衡指令進一步包含色彩修正指令，經處理器執行(i)確定與電子彩色影像相關聯的光源類型，(ii)自複數個特定亮度特定色彩權重圖之一者中，擷取特定光源類型之自動白平衡參數，以及(iii)將自動白平衡參數應用至電子彩色影像，以產生一白平衡彩色影像。
(C3)如(C1)-(C2)系統中，亮度指令包含一個亮度測度器，經處理器計算電子彩色影像之亮度測度。
(C4)如(C3)所示之系統中，記憶體進一步包含一亮度儲存參數，經處理器執行以儲存(i)與電子彩色影像相關聯的曝光時間TEXP，(ii)與電子彩色影像相關聯的電子增益ge，以及(iii)電子彩色影像的Bmean平均亮度。
(C5)如(C4)所示之系統中，該亮度測度器計算與TEXP* ge/Bmean成正比關係之亮度測度。
(C6)如(C1)-(C2)之每一系統進一步包含一介面，通信地耦接於(a)處理器和(b)測光計，該測光計用以接收來自場景亮度之測量值。
(C7)如(C6)之系統中，該亮度指令包含：經由處理器執行從該測量值以確定場景亮度之指令。
(C8)如(C7)之系統中，該亮度指令進一步包含：處理器依照測量值以確定亮度測度量之指令。
(C9)於(C3)-(C8)之每一系統中，該複數個特定亮度特定權重圖包含(i)低亮度之色彩權重圖，其亮度測度係小於第一臨界，(ii)中亮度之色彩權重圖，其亮度測度係介於第一臨界值和第二臨界值之間，其中第二臨界值大於第一臨界值，以及(iii)高亮度之色彩權重圖，其亮度測度係大於第二臨界值權重圖。
(C10)如(C1)-(C10)之每一系統中，每一複數個特定亮度色彩權重圖可為色彩比有序偶之機率分佈，其中該色彩比有序偶定義自動白平衡參數。
(C11)於(C10)之系統中，機率分佈是可由複數個特定光源之機率分佈組成，其各個與不同光譜類型之光源相關聯的。
(C12)如(C11)之系統中，該白平衡指令進一步包含光源識別指 令，其以處理器執行：(a)識別複數個特定光源機率分佈之一者，以作為對應於由電子彩色影像之場景照明，和(b)自複數個特定光源特定機率分佈中之一者，確定自動白平衡參數。
(C13)如(C1)-(C12)之每一系統中，進一步包含色彩權重圖優化指令，其編碼於記憶體之非暫時態部分，其中該優化指令經處理器以處理由電子照相機拍攝之一或多個電子彩色影像，優化複數個特定亮度色彩權重圖中之至少一個。
(C14)如(C1)-(C13)之每一系統得於電子照相機中實現之。
(C15)如(C1)-(C14)之每一系統中，複數個特定亮度色彩權重圖得依據(B2)和(B3)其中一者以產生。
(D1)一自適應自動白平衡方法包含：依據第一光譜類型光源所照亮場景之第一電子彩色影像，優化用於第一光譜類型光源之一色彩權重機率分佈。
(D2)如(D1)之自適應自動白平衡方法，於優化步驟後，進一步包含：(b)自色彩權重機率分佈中，擷取自動白平衡參數，以及(c)根據自動白平衡參數，校正第二電子彩色影像之色彩，其場景係由第一光譜型光源以照明，以產生白色平衡影像。
(D3)如(D2)之自適應自動白平衡方法中，第二電子彩色影像可為第一電子彩色影像。
(D4)如(D1)-(D3)之每一自適應自動白平衡方法包含：重複優化複數個第一電子彩色影像，其一或多個場景係由第一光譜光源照明之。
(D5)如(D1)-(D4)之每一自適應自動白平衡方法中，色彩權重機率分佈可為一色彩比有序偶的機率分佈，其中該有序偶定義自動白平衡參數。
(D6)如(D5)之自適應自動白平衡方法中，優化步驟包含(a)對於該第一電子彩色影像，決有序偶的一第一分佈，(b)確定於第一分佈與該色彩權重機率分佈之間之重疊區域，和(c)以重疊區域取代該色彩權重機率分佈。
(D7)如(D6)之自適應自動白平衡方法中，優化步驟更包含：於一或多次擷取、確定和取代步驟後，放大與第一分佈峰值相關之色彩權重圖之部分。
(D8)如(D6)-(D7)所示之自適應自動白平衡方法中，包含：(a) 重複執行提取、確定和更換步驟，以及(b)當現有重複產生的色彩權重機率分佈與最近一次重複產生的色彩權重機率分佈之間的差異係低於特定臨界值時，終止重複。
(D9)如(D1)-(D8)所示之每一自適應自動白平衡方法包含：重複優化複數個不同光譜類型之光源，以產生已優化之色彩權重圖，其可適用於由任一不同光譜類型光源以照明之場景。
(D10)如(D1)-(D8)之每一自適應自動白平衡方法包含：重複優化複數個不同光譜類型之光源，以及與不同光譜類型光源相關聯的複數個不同場景亮度範圍，以產生複數個已優化之特定亮度色彩權重圖，每一優化的特定亮度色彩權重圖可適用於由任一不同光譜類型光源以照明之場景，具有特定亮度。
(D11)如(D1)-(D10)之每一自適應自動白平衡方法得在電子照相機中實現之。
(E1)一種自適應自動白平衡的系統，用於電子照相機所拍攝之電子彩色影像，該系統包含處理器和記憶體具有，該記憶體包含：(a)由色彩權重圖指定之色彩比有序偶之機率分佈，其中該色彩比有序偶定義自動白平衡參數，以及該機率分佈包含複數個特定光源的機率分佈，其分別與複數個不同光譜類型光源相關聯，以及(b)計算機可讀取之白平衡指令，其編碼於記憶體中的非暫態部分，其中，該白平衡指令更包含優化指令，經由處理器處理一或多個由電子照相機拍攝之電子彩色影像，以優化多個特定光源機率分佈之至少一個。
(E2)如(E1)所示之系統中，該機器可讀白平衡指令包含重複指令，經由處理器重複地執行優化指令之至少一部分，依據多個電子彩色影像，以重複地優化該複數個特定光源機率分佈之至少一個。
(E3)如(E2)所示之系統中，重複指令包含終止指令，當現有重複產生之特定光源機率分佈與最近一次重覆產生之特定光源特定機率分佈之間的差異係低於特定臨界值時，終止指令執行終止步驟。
(E4)如(E1)-(E3)之每一系統中，優化指令包含其他指令，經由處理器執行以下步驟：(i)自電子照相機所拍攝之第一電子彩色影像中，擷取該色彩比有序偶之第一分佈，(ii)確定介於第一分佈和複數個特定光源機率分佈之一之間的交集，該特定光源機率分佈之光源特性係最相似於第一分佈之光源 特性，和(iii)於色彩權重圖中，以交集取代選定複數個特定光源機率分佈其中一個，以優化所選定的複數個特定光源機率分佈之一。
(E5)如(E4)所示之系統中，優化指令進一步包含放大指令，其經由處理器以重複放大一或多個擷取、確定和替換步驟後，放大第一分佈峰值處之特定光源機率分佈其中一個。
(E6)如(E1)-(E5)所示之每一系統中，色彩權重圖分別定義複數個特定亮度色彩權重圖，其與電子彩色影像之複數個場景亮度相關。
(E7)於(E6)之系統中，白平衡指令進一步包含感光指令，其經由處理器執行：(i)在第一電子彩色影像中確定電子照相機所拍攝的場景亮度；和(ii)執行優化指令，其包含優化複數個特定亮度色彩權重圖相對應於複數個特定光源機率分佈之一。
(E8)於(E6)-(E7)之每一系統中，根據(B2)和(B3)其中一方法，以產生複數個特定亮度色彩權重圖。
(E9)如(E1)-(E7)所示之每一系統得於電子照相機中實現之。
在不脫離本發明精神與範圍下，上述裝置/元件及其相關方法得允許更動或潤飾。應當理解的是，先前所述之說明及其附圖僅用以解釋，而非限制本發明之範圍。下述申請專利範圍廣泛涵蓋本文所述之通用和特定技術特徵，以及本發明探討方法和系統之陳述應落入於申請專利範圍中，不受相異語言而有所影響。
110‧‧‧電子照像機
135‧‧‧特定亮度色彩權重圖
140‧‧‧亮度模組
150‧‧‧優化模組
710‧‧‧相機設置
720‧‧‧色彩校正模組
730‧‧‧亮度測度範圍定義
735‧‧‧亮度測度範圍
740‧‧‧亮度測度器
742‧‧‧亮度測度
745‧‧‧亮度識別符
752‧‧‧介面
754‧‧‧介面
760‧‧‧光源識別模組
765‧‧‧光源識別符
780‧‧‧測光計
782‧‧‧亮度測量
1000‧‧‧自動白平衡系統
1050‧‧‧單一優化模組
1052‧‧‧交集
1054‧‧‧放大器
1060‧‧‧重複模組
1062‧‧‧終止準則
300‧‧‧色彩權重圖
1064‧‧‧臨界值
785‧‧‧介面
160‧‧‧影像
165‧‧‧自動白平衡影像
320‧‧‧特定光源機率分佈

Claims (17)

  1. 一種感光自動白平衡之系統，用於一電子照相機所拍攝之電子彩色影像，該系統包含：一處理器；以及一記憶體，其包含：複數個特定亮度色彩權重圖，其每一者指定特定光源之自動白平衡參數；複數個亮度範圍定義，其分別表示該複數個特定亮度色彩權重圖之適用範圍；以及機器可讀取之白平衡指令，其編碼於該記憶體之非暫態部分，其係由該處理器執行，將該電子彩色影像進行白平衡，該白平衡指令包含一亮度指令，其經由該處理器執行，界定該電子彩色影像所呈現一場景亮度，以及依照該複數個亮度範圍定義，以選定該複數個特定度色彩權重圖之一者。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之感光自動白平衡之系統，該白平衡指令更包含色彩校正指令，其經由該處理器執行：(a)確定與該電子彩色影像相關之光源類型；(b)從該複數個特定亮度色彩權重圖之一者中，擷取該光源類型之自動白平衡參數；以及(c)將該自動白平衡參數應用至該電子彩色影像，以產生一白平衡色彩影像。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之感光自動白平衡之系統，其中該亮度指令包含一亮度測度器，其經由該處理器執行，以計算該電子彩色影像之一亮度測度。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之感光自動白平衡之系統，其中該記憶體更包含一亮度參數儲存器，經由該處理器儲存： 與該電子彩色影像相關之一曝光時間Texp，與該電子彩色影像相關之一電子增益ge，該電子彩色影像之一平均亮度Bmean；以及該亮度測度器計算與Texp* gE/Bmean成正比之一亮度測度。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之感光自動白平衡之系統，其中該複數個特定亮度色彩權重圖包含：一低亮度色彩權重圖，其該亮度測度係小於一第一臨界值；一中亮度色彩權重圖，其該亮度測度係介於該第一臨界值與一第二臨界值，其中該第二臨界值係大於該第一臨界；以及一高亮度色彩權重圖，其該亮度測度係大於該第二臨界值。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之感光自動白平衡之系統，進一步包含：一介面，其通信地耦接於(a)該處理器與(b)一測光計，該介面接收來自該測光計測量該場景亮度之一測量值；以及該亮度指令，經由該處理器執行，自該測量值以決定該場景亮度。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之感光自動白平衡之系統，其中該複數個特定亮度色彩權重圖中之每一者係為一色彩比有序偶之一機率分佈，該色彩比有序偶界定該自動白平衡參數，該機率分佈由複數個特定光源機率分佈所組成，其每一者係與不同光譜類型之光源相關聯。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之感光自動白平衡之系統，該白平衡指令更包含光源識別指令，其經由該處理器執行以識別該複數個光源特定機率分佈中之一者，以作為對應於該電子彩色影像之場景之光源，且從該複數個特定光源機率分佈中之一者，確定該自動白平衡參數。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之感光自動白平衡之系統，更包含色彩權重優化指令，其編碼於該記憶體之非暫態部分，其中該優化指令係由該處理器執 行，以處理一或多個由該電子照相機拍攝之該電子彩色影像，藉以優化該複數個特定亮度色彩權重圖之至少一者。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之感光自動白平衡之系統，得於該電子照相機中實現。
  11. 一種自適應自動白平衡之系統，用於一電子照相機所拍攝之一電子彩色影像，該系統包含：一處理器；以及一記憶體，其包含：一色彩權重圖，其指定一色彩比有序偶之機率分佈，該色彩比例有序偶用以界定自動白平衡參數，該機率分佈由複數個特定光源機率分佈所組成，其分別與複數個不同光譜類型之光源相關聯，以及機器可讀取白平衡指令，其編碼於該記憶體之一非暫態部分內，該白平衡指令包含一優化指令，其由該處理器執行，以處理一或多個由該電子照相機所拍攝之電子彩色影像，藉以優化該複數個特定光源機率分佈中之至少一者。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之自適應自動白平衡之系統，其中該機器可讀取白平衡指令包含一重複指令，其由該處理器執行，以重複執行該優化指令之至少一部分，依據複數個電子彩色影像重複地優化該複數個特定光源機率分佈之至少一者。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之自適應自動白平衡之系統，其中當現有重覆產生之該特定光源機率分佈與最近一次重複產生之該特定光源機率分佈間的差異係低於一特定臨界值時，該重複指令將停止重複步驟。
  14. 如申請專利範圍第11項所述之自適應自動白平衡之系統，其中該優化指令藉由該處理器執行下列步驟： 從由該電子照相機拍攝之一第一電子彩色影像中，擷取該色彩比有序偶之一第一分佈；界定該第一分佈和與該複數個特定光源機率分佈中被選定之一者之間的一交集區域，該複數個特定光源機率分佈係與光源性質相關，其該光源性質最接近於與該第一分佈相關的光源性質；以及於該彩色權重圖中，以該交集區域取代該複數個特定光源機率分佈中被選定之一者，藉以優化該複數個特定光源機率分佈中該被選定之一者。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之自適應自動白平衡之系統，該優化指令更包含一放大指令，其由該處理器執行，重複一或多個擷取、確定和替換之步驟後，放大該複數個特定光源機率分佈中該被選定之一者，其位於該第一分佈的峰值處。
  16. 如申請專利範圍第11項所述之自適應自動白平衡之系統，其中該色彩權重圖用以界定複數個特定亮度色彩權重圖，該複數個特定亮度色彩權重圖分別與該電子彩色影像之複數個場景亮度相關聯；以及該白平衡指令更包括一感光指令，其由該處理器(a)於一第一電子彩色影像中界定由該電子照相機所擷取之一場景亮度，以及(b)執行該優化指令，該優化指令，用以優化該複數個特定亮度色彩權重圖中之相對應之一光源特定機率分佈。
  17. 如申請專利範圍第11項所述之自適應自動白平衡之系統，得於該電子照相機中實現。
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